زیست بوم
آب‌شیرین‌کن‌ها چالش جدی محیط زیست
- زيست بوم
- نمایش از جمعه, 30 بهمن 1394 16:08
برگرفته از تابناک به نقل از شرق
استحصال آب شیرین که شاید مهم‌ترین محصول تولیدی تأسیسات آب‌شیرین‌کن باشد، بدون تردید تنها محصول آنها نیست! بلکه شورابه یا تلخاب به‌جای‌مانده از تولیدات آب شیرین که داغ، بدمزه و بدمنظره است، آبی است بسیار گرم‌تر از آب معمول دریا که میزان املاح آن (نمک طعام و دیگر نمک‌های معدنی) نیز بسیار بالاتر از میزان شوری دریاست
بهره‌برداری و برداشت بی‌رویه منابع آب‌های زیرزمینی کشور طی سه دهه اخیر، به‌ویژه در نیمه شرقی و مناطق جنوبی کشور، باعث شده تا بسیاری از آبخوا‌ن‌های این مناطق با مشکلات جدی تأمین آب شیرین مواجه شود. به‌طور کلی لایه‌های عمیق هر آبخوان دارای غلظت بالاتری از املاح بوده و لب‌شور یا شور است.
به گزارش شرق، معمولا در هر آبخوان، در مناطق دشت نوعی لایه‌بندی کیفی از آب به مرور زمان زمین‌شناختی (از چند هزارسال تا چند میلیون سال) تشکیل می‌شود، به این ترتیب که آب‌های ناشی از نزولات آسمانی که کمترین غلظت املاح را دارد و خالص‌تر است، در لایه‌های کم‌عمق و بالایی هر آبخوان جای گرفته و هرچه زمان می‌گذرد و این آب‌ها بیشتر در آبخوان می‌ماند و اصطلاحا زمان اقامتش در آبخوان بیشتر می‌شود، میزان بیشتری از خاک‌ها و سنگ‌های پیرامون خود را حل می‌کند و در نتیجه هرچه عمق آبخوان بیشتر می‌شود، غلظت مواد حل‌شده در آن نیز بیشتر و بیشتر می‌شود. هرچه از لایه‌های سطحی آبخوان به لایه‌های عمیق می‌رسیم، هم عمر آب‌های زیرزمینی بیشتر و هم غلظت مواد معدنی آن بیشتر و بیشتر می‌شود. درهمین‌حال با توجه به اینکه متأسفانه طی چند دهه اخیر اغلب آبخوا‌ن‌های کشور دارای بیلان منفی بوده سطح آب‌های آنها به‌علت برداشت‌های بی‌رویه افت چشمگیری داشته است. ازسوی دیگر بسیاری از آبخوا‌ن‌های موجود در مناطق مختلف، به علت شرایط زمین‌شناختی ویژه آب‌های شور و لب‌شور دارد، (مانند آبخوا‌ن‌های حاشیه کویر مرکزی). به دلایل کمبود بارش‌های طبیعی، بروز خشک‌سالی‌های مکرر و حتی تغییر اقلیم از یک‌سو و تخلیه بیش از حد و مصرف بی‌رویه آبخوا‌ن‌ها از سوی دیگر، جملگی در افت شدید کیفیت آب‌های زیرزمینی اثرات منفی بر جا گذاشته است.
از نگاهی دیگر، باید گفت در چند دهه اخیر زمین‌های زیرکشت بیشتری نسبت به دهه‌های پیش از آن در بخش کشاورزی در قالب برنامه‌های توسعه در دشت‌های مناطق مورد نظر ایجاد شده است. برای مثال میزان زمین‌های زیرکشت باغات پسته در دشت‌های رفسنجان و انار در استان کرمان چندین برابر بیشتر از دهه‌های قبلی شده است. در نتیجه کشاورزان این مناطق برای حفاظت از سرمایه‌های خود راهی به‌جز استفاده از روش‌هایی که بتواند آب‌های شور را شیرین کند، ندارند؛ نتیجه اینکه بخش‌های کشاورزی (با توجه به اینکه بیشترین مصرف آب در این بخش رخ داده) در مناطق مختلف کشور در استفاده از «آب‌شیرین‌کن»ها اجبار دارند. طبیعی است که برای کشاورزان این مناطق اقتصادی‌ترین روش برای استحصال و آبیاری زمین‌های زیرکشت، کاربرد فناوری «آب‌شیرین‌کن» است، که اخیرا به‌صورت پراکنده در مناطقی از استان‌های کرمان، یزد و دیگر مناطق کشور برای مصرف کشاورزی به‌کار گرفته شده است.
امروزه برآورد شده که بیش از ١١ هزار واحد آب‌شیرین‌کن در دنیا، روزانه میزان ٢٠ میلیون مترمکعب آب شیرین تولید می‌کند. ٦٥درصد از این میزان (حدود ١٤ میلیون مترمکعب) در غرب آسیا و خاورمیانه تولید می‌شود و در آمریکای شمالی در حدود ١١ درصد و آفریقا و اروپا نیز هر یک دارای ٧ درصد و بقیه نیز (١٧درصد) در مناطق مختلف دیگر دنیا سهم دارند. نکته جالب توجه آن است که بیشترین تعداد تأسیسات آب‌شیرین‌کن‌های دنیا در منطقه خلیج فارس گسترش یافته و تا سال ٢٠٠٨ میلادی بیش از ١٩٩ واحد آب‌شیرین‌کن در کشورهای حوزه خلیج فارس در حال فعالیت است که ظرفیت شیرین‌سازی آب آنها حدود پنج هزار میلیون متر مکعب در سال است. لازم به توضیح است که در این میان سهم کشورمان از تعداد کل آب‌شیرین‌کن‌های منطقه خلیج‌فارس کمتر از دو درصد ( تا سال ٢٠٠٨ میلادی ) بوده است. درحال حاضر برای تأمین آب شرب شرکت‌های آب و فاضلاب استان‌های کرمان، فارس و هرمزگان از تأسیسات آب‌شیرین‌کن برای تأمین آب شرب مردم این مناطق بهره می‌برند. انتظار می‌رود در سال‌های آینده همه استان‌های شرقی و مرکزی کشور (خراسان جنوبی، رضوی، سمنان، اصفهان، یزد، سیستان‌وبلوچستان، مرکزی، خوزستان، قم و حتی دیگر استان‌ها) برای تأمین آب شرب و سایر استان‌های دارای دشت‌های بحرانی برای تأمین آب مورد نیاز کشاورزی و صنعت به این فهرست اضافه شود.
استحصال آب شیرین که شاید مهم‌ترین محصول تولیدی تأسیسات آب‌شیرین‌کن باشد، بدون تردید تنها محصول آنها نیست! بلکه شورابه یا تلخاب به‌جای‌مانده از تولیدات آب شیرین که داغ، بدمزه و بدمنظره است، آبی است بسیار گرم‌تر از آب معمول دریا که میزان املاح آن (نمک طعام و دیگر نمک‌های معدنی) نیز بسیار بالاتر از میزان شوری دریاست و این مشکلی است که در نگاه اول پرسشی چنین در ذهن ایجاد می‌کند: با این شورابه‌ها چه باید کرد؟ و متأسفانه اغلب در کشورهای جهان سوم و حتی در حال توسعه، ساده‌ترین پاسخ این است که آنها را راهی مبدأ، یعنی دریا کنیم! این در حالی است که این تأسیسات در کنار نواحی ساحلی قرار داشته باشد اما اگر این تأسیسات در قلب باغات و زمین‌های کشاورزی، در عمق مناطق خشک و سرزمینی فلات مرکزی کشور قرار گرفته باشد، چه باید کرد؟! داشتن اثرات منفی بالقوه (شوری شدید به علاوه غلظت عناصر سنگین)، همواره نگرانی‌های جدی‌ای را ایجاد می‌کند. این نگرانی‌ها عمدتا مربوط به تخلیه‌های شیمیایی و تغلیظ‌شده شورابه‌ها به محیط زیست است که ممکن است موجب زوال و آسیب‌رسانی به کیفیت آب‌های ساحلی شود و حیات آبزیان در نواحی ساحلی را به خطر اندازد و شورشدن و آلودگی خاک و در معرض خطر آلودگی شدید قرارگرفتن آب‌های زیرزمینی مناطقی را در پی داشته باشد که درون فلات مرکزی کشور قرار دارد. این شورابه‌ها همچنین می‌تواند باعث انتشار آلاینده‌های هوا که به فرایندهای انرژی‌خواه نسبت داده می‌شوند، شود. در نواحی ساحلی خلیج‌فارس بسیاری از اثرات زیست‌محیطی بالقوه ناشی از فرایندهای شیرین‌سازی آب توسط کارخانه‌های آب‌شیرین‌کن در کشورهای پیرامون خلیج فارس مانند دیگر صنایع و تأسیسات وجود دارد. البته شدت و ضعف این اثرات می‌تواند به نوع فرایند شیرین‌سازی آب و فناوری خاص آن روش نیز بستگی داشته باشد.
درعین‌حال فرایندهای مختلفی برای شیرین‌سازی آب وجود دارد که از مهم‌ترین این فرایندها می‌توان به فرایند اسمز معکوس، تبخیر ناگهانی چندمرحله‌ای، تقطیر چندمرحله‌ای، متراکم‌سازی بخار آب، الکترودیالیز و... اشاره کرد که دراین‌میان فرایند اسمز معکوس و فناوری تبخیر ناگهانی چندمرحله‌ای با بالاترین میزان ظرفیت نمک‌زدایی، متداول‌تر و نیز پیشرو هستند. فرایند اسمز معکوس (فرایند غشایی): شامل تأسیسات نمک‌زدایی است. این نوع فناوری معمولا شامل تأسیسات پیش‌تصفیه، نمک‌زدایی و تصفیه نهایی است که در مواردی شامل فراوری پساب یا آب نمک غلیظ هم است. در اینجا کار اصلی نمک‌زدایی را غشاها انجام می‌دهند که می‌توانند براساس مدل، از استوانه‌هایی که شامل یک یا چندین رشته غشایی هستند، تشکیل شوند. اما فرایند تبخیر ناگهانی چندمرحله‌ای (فرایند حرارتی): این فرایند نیز روش دیگری از مجموعه فرایندهای نمک‌زدایی است که پایه اصلی کار آن براساس حرارت و به روش تقطیر است. در تبخیر ناگهانی در هر مرحله بخار آب ناشی از تبخیر تولید شده و در همان واحد تبدیل به آب مقطر می‌شود. بنابراین بازیافت انرژی مطلوبی خواهد داشت. میزان تولید آب حدود ١٥ درصد آب خام ورودی به سیستم است و آب تولیدی مرحله آخر دارای دمای آب خام است. این سیستم‌ها به صورت تولید دو محصول آب و برق با نیروگاه‌های حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
چنانچه این تأسیسات در نواحی ساحلی قرار داشته باشد، آب دریا با فشار به لایه‌های درونی آب‌شیرین‌کن‌ها وارد می‌شود. بسیاری از موجودات میکروسکوپی دریاها (مانند پلانکتون‌ها) و حتی سخت‌پوستان کوچک یا ماهی‌های ریز در اين فرايند از بين مي‌روند و زمانی این مسئله جدی‌تر می‌شود که به این نکته توجه کنیم که بسیاری از این موجودات میکروسکوپی سرآغاز زنجیره حیات در دریاها هستند. آنها حکم گیاهان را برای دیگر موجودات دارند و بدون آنها حیات آبزیان در خطر نابودی کامل قرار می‌گیرد. پس از آنکه فرایند شیرین‌کنندگی آب به انتها رسید، آبی بسیار چگال‌تر از آب ورودی (آب دریا یا آب آبخوا‌ن‌ها) با املاحی بسیاربسیار بیشتر باقی می‌ماند؛ آبی که صفت شورابه برای آن شایسته‌ترین واژه است. این شورابه را نمی‌توان در جایی پنهان یا انبار کرد. نکته مهم‌تر اینکه در بسیاری موارد (مانند آنچه در خلیج‌فارس رخ می‌دهد)، میزان و غلظت این مواد و املاح چنان زیاد است که شورابه حاصله را کاملا سمی و کشنده می‌کند. به‌طوري‌که میزان املاح و فلزات سنگین موجود در آن حدود ٦٤ تا ٧٠ ppt (قسمت در هزار) است؛ (یعنی حداقل دو برابر املاح آب دریا). اما با این اوصاف، راحت‌ترین، ارزان‌ترین و در دسترس‌ترين محلی که برای دورریختن این شورابه‌ها وجود دارد، همان دریاست.
با ورود این شورابه‌ها به دریا حداقل دو اتفاق مهم روی می‌دهد: یکی سمی‌شدن آب دریا برای بسیاری از آبزیان به‌واسطه افزایش مقادیر املاحی که تا پیش از این بقای اکوسیستم دریا را تضمین می‌کرد و دیگری افزایش دمای آب. دمای میانگین دریاهای آزاد زیر ٢٥ درجه است. این دما برای رشد و زندگی همه انواع آبزیان حیاتی بوده و تغییر ناگهانی آن ممکن است موجب انقراض بسیاری از انواع آنها شود. شورابه‌ها، دمایی حدود ١٨ تا ٦٠ درجه سانتی‌گراد دارند. دمای میانگین محیط اطراف خروجی شورابه‌ها همواره بالاتر از ٣٠ درجه است که این شوک حرارتی همه آبزیان را تا سر حد انقراض پیش می‌برد. درحقیقت هر دو مورد فوق‌الذکر (سمي‌شدن و افزايش دماي آب) باعث به‌هم‌خوردن تعادل بوم‌شناختی اکوسیستم‌های دریایی می‌شود. آبزیان به‌شدت به این دو عامل حساس هستند و بنابراین به‌عنوان عکس‌العمل طبیعی برای مواجهه با این مخاطره مهم، چنانچه توانایی داشته باشند، اقدام به مهاجرت می‌کنند و در غیر این‌صورت از بین می‌روند. نکته نگران‌کننده دیگری که در این قضیه نهفته، این است که متعاقب وقوع تغییرات مزبور در شرایط زیست‌محیطی، ممکن است میزان زادوولد برخی از انواع آبزیان که قبلا به‌صورت کمون و نهفته زندگی می‌کردند، به‌صورت ناگهانی افزایش یافته و مسلما اثرات سوء زیست‌محیطی این تغییرات به‌سادگی قابل پیش‌بینی نخواهد بود و در مواردی ممکن است موجب وقوع پدیده‌هایی مانند شکوفایی مضر جلبکی شوند که حذف بسیاری از گونه‌های بومی را به همراه خواهد داشت. اینها اثرات منفی شناخته‌شده‌ای است که درباره آب‌شیرین‌کن‌های واقع در سواحل مصداق می‌یابد، اما در مورد تأسیسات آب‌شیرین‌کن‌هایی که در مناطق خشکی و سرزمینی کشور واقع خواهند شد، متأسفانه هنوز هیچ‌گونه مطالعات و ارزیابی‌های زیست‌محیطی و فنی در کشور به اجرا درنیامده است. گرچه شوری و آلودگی شدید محیط زیست خاک و آب‌های زیرزمینی، ازجمله موارد بدیهی کارکرد این فناوری‌ها در کشور خواهد بود.
مطلب مهم دیگری که به‌آسانی قابل پیش‌بینی است، آن است که با توجه به سرمایه‌های به‌وجودآمده در بخش کشاورزی و استقرار غلط بسیاری از صنایع آب بر مانند صنایع فولاد در مناطق کم‌آب و خشک (مثلا در استان‌های اصفهان و یزد)، استفاده از این فناوری در سال‌های آینده تب‌وتاب فراوانی به همراه خواهد داشت. در نتیجه انجام مطالعات علمی و فنی در بحث ارزیابی اثرات منفی این تأسیسات در مناطق ساحلی و خشکی بر محیط زیست کشور، از الزاماتی است که باید علاوه بر تک‌تک تأسیساتی که احتمالا در هر منطقه استقرار خواهند یافت، وضع قوانین و مقررات و همچنین ضوابط و استانداردهای فنی و تخصصی زیست‌محیطی در تخلیه شورابه‌ها و نحوه کاهش اثرات منفی آن بر محیط زیست به عنوان زنگ خطری است که در دهه آینده ازجمله چالش‌هایی است که درحال حاضر به‌صورت بالقوه در کشور حضور دارد. در نتیجه دستگاه‌های اجرائی دولت از جمله وزارتخانه‌های جهادکشاورزی، نیرو، صنعت، معدن و تجارت، سازمان‌های مدیریت و برنامه‌ریزی و سازمان حفاظت محیط زیست باید در زمینه وضع قوانین و مقررات لازم و نیز استانداردهای لازم به موازات اجرای مطالعات دقیق و جامع به منظور مهار و کاهش اثرات سوء این فناوری برنامه‌ریزی‌های لازم را به‌صورتی هماهنگ به اجرا درآورند.
